Tulostusmateriaalien testailua

Keskiviikkona 29.3. toteutimme tulostuskalvo/-paperi kokeen, jonka tarkoituksena oli selvittää mitkä materiaalit meidän tapauksessamme soveltuvat tavallisen mustesuihkutulostimen kanssa painetussa elektroniikassa käytettäviksi. Meille olikin jo ehtinyt kertyä testailtavaksi muutamaa erilaista materiaalia: AgIC-kalvo, AgIC-paperi, tulostimen oma valokuvapaperi, VTT:n käyttämä valokuvapaperi ja VTT:n meille lahjoittama kalvo.

Painetun elektroniikan tarvikkeiden toimittajalta AgIC:lta olimme tilanneet heidän musteilleen soveltuvaa kalvoa ja ne olivat juuri vähän aika sitten saapuneet Japanista. Lisäksi AgIC:n valokuvapaperimaista elektroniikkapaperia meillä oli jonkin verran entuudestaan, sillä niitä oli saapunut aikanaan itse musteiden kanssa. VTT-vierailullamme saimme heidän elektroniikan painannan testailuissaan käyttämäänsä valokuvapaperia myös käytettäväksi sekä meillä oli myös Epson-tulostimemme omaa valokuvapaperia. Lisäksi olimme vieläpä saaneet VTT:ltä testailtavaksi kalvon, joka kestäisi 150 ℃ lämmitystä, ja pienen näytekappaleen erilaista kalvoa, joka kestäisi yhä kovemaa lämpöä. Tämä pieni näytekappale oli kuitenkin sen verran pieni ja vaikeasti tulostettava, että sen jätimme kokeesta pois.

AgIC-kalvo: Tulostimme ensin testijohteen omasta sovelluksestamme selaimen kautta ja vertailtavan johteen Inkscape-ohjelmalla. Ensimmäinen tulostus tuotti kamalaa jälkeä molemmilla ohjelmilla. Silmin oli havaittavissa, että tulostusjälki on katkonainen, ja ei ollutkaan yllätys, kun yleismittarilla mitattaessa johde ei johtanut. Tulostimme toistamiseen ja tässä vaiheessa huomasimme vaihtaa valokuvapaperitulostusasetukset käyttöön. Tulostin tekikin tällä kertaa paljon tarkempaa työtä ja jälki oli hyvää, lisäksi se johti oikein mallikkaasti. Oman sovelluksemme osalta tulostus vaati nyt, että tallensimme tuotetun kuvan välissä pdf-muodossa, jotta saimme valokuvapaperitulostusasetukset käyttöön. Molemmilla ohjelmilla tuotettu jälki oli kuitenkin yhtä hyvää ja johtavuudet vertailtavissa. Johteiden resistansseista voidaan mainita, että Inkscapella mitoitettu 6 mm johteen vastus oli 3,5 Ω, 4 mm oli 4,5 Ω ja 2 mm 8,5 Ω. Omassa sovelluksessamme noin vastaavan kokoiset johteet, joille ei kuitenkaan ainakaan tällä hetkellä tarkkaa millimetreissä ilmoitettavaa kokoa voi antaa, tuottivat vastaavat järkevät tulokset.

VTT-kalvo: Lämpöä kestävä kalvomme VTT:ltä oli seuraavana vuorossa. Lämmitys mahdollistaisi johtavuuden aikaansaamisen lämmityksen avulla, jos ennen tätä ei johtavuutta saavutettaisi. Tulostimme nyt edellisestä kokeesta viisaampina toimivilla asetuksillamme, mutta ikävä kyllä havaitsimme että muste ei tällä kalvolla lähtenyt kunnolla leviämään ja jälki oli pisaramainen. Vastaavaa olimme aikaisemmin havainneet tavallisella piirtoheitinkalvolla. Muste ei myöskään kuivunut hyvin tällä materiaalilla ja johtavuus jäikin testaamatta, mutta silmin jo nähtiin että jälki ei ole vaaditulla tasolla.

Valokuvapaperit: Valokuvapaperia meillä oli kolmea mallia testissä mukana. Aloitimme AgIC-paperilla ja jälki olikin loistavaa, vastaavaa kuin kalvolle saatiin aikaan. Johtavuus havaittiin heti. Vieläpä resistanssit olivat melko vastaavat, kuitenkin nyt noin ohmin tai kaksi suuremmat. Hyvä oli havaita että painetun elektroniikan alan yrityksenä AgIC todella saa musteensa ja materiaalinsa yhteensopivaksi ilman sen kummempia kikkailuja, johtavuus havaitaan välittömästi. Testailimme vielä Epson- ja VTT-papereille tulostusta. Jälki oli taas hyvää, mutta nyt johtavuutta ei enää havaittu kummankaan materiaaln kohdalla. Lisäksi näytti että tulostusjälki alkaisi ehkä hieman hapettua, koska tässä oli nähtävissä punertavuutta kun muste alkoi kuivua. Huomioitavaa oli vielä, että koska nämä valokuvapaperit olivat pienempikokoisia kuin A4, niin sovelluksemme skaalaukset poikkesivat hieman edellisistä. Tätä voisi tarkastella lisää kehityksen puolella.

tulostus

Testattavia tulostuksia valokuvapaperilla.

Printtitestailujen jälkeen lähdimme johtamattomien paperiemme kanssa vielä käymään Aallon Nanotalolla, jossa olemmekin jo ehtineet pari kertaa aiemminkin vierailla. Tapasimme Alpi Rimpin New Energy Technologies -ryhmästä, jonka kanssa pääsimme lämmittelemään tulostusnäytteitämme lämpölevyllä. Kokeilimme kahta eri lämpötilaa: 80 ℃ ja 100 ℃. Olimme aiemmin VTT:llä kuulleet, että noin 100 ℃ olisi lämpötila, jossa musteen metallinanopartikkelit pääsisivät todella yhdistymään yhtenäiseksi johteeksi.

Lämmitys VTT-paperille: Lämmitimme näytteitämme samaan aikaan kahdessa eri lämpötilassa 10 minuutin ajan. Kokeilimme jälleen ylseimittarilla johtavuutta ja 10 minuuttia havaittiin hyvinkin sopivaksi ajaksi lämmitykselle. Molemmissa lämpötiloissa lämmitetyt kalvot johtivat ja oman sovelluksemme ja Inkscapella aikaan saadun johteen havaittiin olevan jälleen yhtenevät. Resistanssit olivat hyvin samaa luokkaa kuin AgIC-kalvolle oltiin aiemmin saatu mitattua.

Lämmitys Epson-paperille: Nyt lämmitimme ensin 5 minuuttia, koska halusimme tietää voiko lämmitysaikaa yhä lyhentää. 5 minuutin jälkeen johde ei kuitenkaan johtanut, joten odotimme vielä aikaan 10 minuuttia. Epson-paperin tapauksessa tämä ei kuitenkaan juuri auttanut, johtavuutta havaittiin nyt, mutta resistanssi oli jopa noin 30 MΩ. Tämä ei siis päässyt lähellekään edellisten materiaalien tasoa.

lämmitys

Tulostusnäytteen lämmitystä lämpölevyllä.

Tulostusmateriaalikokeen jälkeen voidaan todeta, että varsinkin AgIC:n omat materiaalit soveltuvat tarkoituksiimme hyvin. Ne ovat kuitenkin melko hintavia ja ne tulee tilata ulkomailta asti. Liiketoimintamme mukaan tarvitsisimme heiltä joka tapauksessa musteet ja materiaaleja voitaisiin varmastikin tilata suuria määriä kerralla hieman halvemmalla kuin yksittäisinä pikkutilauksina, joille kertyy nopeasti hintaa. Etuna on myös, että tulostettaessa saadaan heti valmis virtapiiri aikaan. Hyväksi vaihtoehdoksi nousi kuitenkin myös tavallisempi valokuvapaperi, jota saimme VTT:ltä. Tämä vaatisi lämmitystä, mutta huomasimme, että niinkin lyhyt aika kuin 10 minuuttia on riittävä. Lopulta materiaalin valinta on vaihtokauppaa halvemman hinnan ja ajan kanssa. Seuraavaksi haluaisimme vielä tarkentaa miten VTT:ltä saamaamme paperia voisi kuka vain saada käyttöön ja löytyykö vastaava tavallisesta kaupasta.

Vastaa

Sähköpostiosoitettasi ei julkaista. Pakolliset kentät on merkitty *